Жизнь на Земле могла исчезнуть едва появившись

Жизнь на Земле в начале своего появления миллиарды лет назад столкнулась с более суровыми условиями, чем считалось ранее. Это показывает новое климатическое моделирование, которое указывает на то, что уровень ультрафиолетового излучения мог быть в 10 раз выше, чем сейчас. В течение долгих периодов начиная с отметки в 2,4 млрд лет назад жизненные формы испытывали существенное давление негостеприимных условий и это привело к сильному эволюционному отбору, сообщает Phys.

Последние 2,4 миллиарда лет представляют собой важный период для развития биосферы Земли. Уровень кислорода вырос с почти нулевого значения и достиг современных концентраций примерно 400 млн лет назад. В это время сложные многоклеточные организмы и животные начали заселять Землю. Но согласно новому климатическому моделированию, в этот период ультрафиолетовое излучение было намного выше, чем сейчас.

На рисунке можно увидеть, как УФ-излучение на Земле изменилось за последние 2,4 миллиарда лет

«Ультрафиолетовое излучение негативно влияет на все жизненные формы на планете. Но в процессе эволюции некоторые организмы сейчас могут защищать себя от этого вредного влияния. Повышенные уровни ультрафиолета не помешали возникновению и развитию жизни на Земле, но они повлияли на естественный отбор», — считает Грегори Кук из Университета Лидса, который руководил исследованием.

На этом рисунке показан примерный контур концентрации кислорода (O2) в атмосфере Земли во времени. Коричневые блоки показывают предполагаемый диапазон содержания O2 с точки зрения его нынешнего атмосферного уровня (который составляет 21% по объему). Серо-синие линии обозначили различные важные события в эволюции жизни, включая появление эукариот и животных. Черные стрелки указывают на важные события, при которых изменилась концентрация кислорода в атмосфере. Архей, протерозой и фанерозой - это геологические эоны. GOE = событие великого окисления (период времени, когда атмосфера Земли и мелкий океан впервые испытали повышение содержания кислорода); NOE - событие неопротерозойского окисления (в протерозойских породах стали преобладать минералы с высокой степенью окисления элементов); CE - кембрийский взрыв (процесс, под которым понимается быстрое появление в начале кембрийского периода (~540 млн лет назад) основных групп многоклеточных животных, существующих доныне); LE - событи Ломагунди (изотопная аномалия углерода).

От вредного влияния ультрафиолетового излучения жизнь на Земле защищает озоновый слой. Его концентрация зависит от уровня кислорода в атмосфере. В течение последних 40 лет ученые считали, что озоновый слой способен защитить жизнь от вредного ультрафиолетового излучения, когда уровень кислорода в атмосфере достигает примерно 1% по сравнению с нынешним уровнем.

Ультрафиолетовое излучение Солнца

Но новое моделирование говорит об обратном. Ученые считают, что для защиты от излучения уровень необходимого кислорода должен был быть на уровне от 5% до 10% от нынешнего. Поэтому ученые пришли к выводу, что уровень ультрафиолетового излучения, который достигал Земли был намного выше и это происходило на протяжении большей части истории планеты.

«Наше моделирование показывает, что в течение более миллиарда лет Земля, на которой появилось больше кислорода, все же была залита вредным излучением. И оно было намного больше, чем считалось ранее», — говорит Кук.

По словам ученого, это имело важные последствия для развития жизни на Земле. Ведь первые сложные организмы, а в последствии и животные, и растения столкнулись с более суровыми условиями, чем сейчас и возможно, это повлияло на естественный отбор. Хотя полные результаты влияния таких условий на эволюцию жизни еще предстоит изучить.

Это исследование предоставляет новое понимание не только природы атмосферы Земли, но и атмосфер других планет. Ведь наличие определенных газов, таких как озон и кислород, может указывать на возможное существование внеземной жизни.

Когда погаснет Солнце? В течение многих лет ученые не были уверены, постигнет ли Солнце та же участь. Считалось, что его масса слишком мала для создания видимой планетарной туманности, подробнее читайте в статье НиТ.